187209. lajstromszámú szabadalom • Hőcserélő készülék
2 187209 3 A találmány tárgya hőcserélő készülék, amelyet műszaki gyakorlat számos területiül alkalmaznak hő cserélés céljára, azaz kát vagv több kö/.eg közötti hőátvitel megvalósítása céljából. Energiaszegény korunkban a hőcserélő készülékeket mind gyakrabban alkalmazzák hőhasznosító berendezésként is. A hőcserében álló két közeg térfogatúmmá gyakran jelentős mértékben eltérő, így például folyadék-gáz kőcsere esetében. ilyenkora kisebb térfogatáramú hőhordozó közeget valamilyen közegyezető elemben áramoltatják, amely adott esetben lehet például hagyományos cső. A nagyobb térfogatáramú hőhordzó közeget a közegyezető elemek közötti térben, azokkal párhuzamosan, vagy azokkal tetszőleges szöget bezár«') módon vezetik. Az ismert közegvezető elemeknél a távolságtartást, valamint a közegvezető elemeken kívül áraink) hőhordozó közeg terelését két vagy több tartó elem biztositja, amelybe befűzik és esetenként rögzítik a közegvezető elemeket. A tartóelemek a hőcserélő burkolatához vagy vázszerkezetéhez csatlakoznak, ily módon rögzítve a hőátadó felületet. A csatlakozás lehet egyszerű alátámasztás, illetve oldható vagy fix kötés. Gyakran előfordul, hogy a kisebb térfogatáramú hőhordozó áramlóközeg hőkapacitása jelentősen nagyobb, mint a nagyobb térfogatáramú hőhordozó közegé, Ilyen eset például a víz-levegő közötti hőcsere. Ekkor a kisebb térfogatú, de nagyobb hőkapacitású közeget, a hőcserében résztvevő másik közeg áramán úgy vezetünk többször keresztül, hogy a közegvezető elemekből sok elemet kapcsolnak sorba. Más esetekben olyan közegvezető elem elrendezést alkalmaznak, amelynél nagy hosszúságú közegvezető elem helyezhető el a hőcserében álló közeg áramában. Az előbbire ismert a hajtű, illetve többszörös ha jtű alakú közegvezető elem kialakítás. Az utóbbira példa a spirálisan összehajtott közegvezető elem. A hőcserélő berendezések élettartama a hagyományos szerkezeti anyagokból építve erősen korlátozott. Ez a hőhasznosítóként történő alkalmazásnál a hőhordozó közegek agresszivitása miatt fokozottabban érvényesül. A burkolat, a vázszerkezet korrózióvédelme ismert módszerekkel megoldható. A közegvezető elemek megfelelő korrózióvédelme azonban igen nehéz feladat. Festék, védőbevonatréteg növeli ugyan a hőelleúállást, ugyanakkor hátrányuk, hogy a termikus igénybevétel következtében hamar leválnak. A különleges szerkezeti anyagok alkalmazásával, mint például rozsdamentes acélok, titán stb., a korrózió csökkenthető, ez azonban nagymértékben megnöveli a beruházási költségeket. A fent ismertetett kialakítású középvezető elemekkel készített hőcserélő gyártása jelentősen szerszámigényes. Ugyanakkor a felhasználók a legkülönbözőbb méretű és teljesítményű hőcserélőket igénylik, minek következtében gyártásuk egyedi vagy kissorozatú, tehát nagyon költséges. A hőcserélők hőátadó felületeinek elhasználódása után a csere mindig a teljes berendezés cseréjét jelenti, azaz egy ú j egyedi vagy kissorozat ú gyártott hőcserélőt kell alkalmazni. A találmány szerinti hőcserélő készülék a felsorolt hátrányokat kiküszöböli, illetve nagymértékben csökkenti. Felhasználva azt az ismert tényt, hogy a hőcserélő berendezés vázszerkezetének, illetve burkolatának élettartama megfelelő korrózióvédelemmel ellátva lényegesen nagyobb, mint a hőátadó felületként alkalmazót'. közeg vezető elemek élettartama, a vázszerkezetet, illetve a burkolatot úgy alakít juk ki, hogy a hőátadó felületeket oldhat«) kötéssel csatlakoztatjuk, tellát a közegVf'/.ető elemek akár egységenként, akár együttesen is a vázszerkezet bili, illetve a burkolati)«)! kiszór«-Illetők. A közegvezető elemekből a hőátadó felületet úgy alakítjuk ki, hogy az célszerűen'megválasztott egységekben összeállítva egyazon szerszámmal gyártható. A hőátadó felületeket ezen elemek soros, illetve párhuzamos összekapcsolásával alakít juk ki, az igényeknek megfelelően. A vázszerkezetet, illetve a burkolatot egyedi vagy típus tervek alapján oly módon készít jük, megfelelő korrózió védelemmel ellátva, hogy vázszerkezet az előregyártott hőtáadő felületeket befogadja és oldható módon rögzíti. A találmány lényege abban van, hogy a közegvezető elemeket magábafoglaló távolságtartó elemek egymás mellé vagy egymáshoz rögzíthető szektorokban vannak elhe’vezve. A szektorokban befoglalt közegvezető elemek szektoronként elemcsoportokat alkotnak. Ezen közt gvezető elemek csoportját alkotó szektorok közeggyűjtő elemhez/elemekhez csatlakoznak. A találmány egy előnyös kiviteli alakja szerint a közeggyűjtő elemet adott esetben ugyancsak szektorokra osztott szerkezet alkotja és a közeggyűjtő egységet ezen összekapcsolt szektorok alkotják. Egy további előnyös kiviteli alak szerint a tartóelemek a közegvezető elemek nyílásait metsző, vagy nem met sző sík mentén oly módon vannak egymáshoz illeszt, ve, hogy mindenkor egy-egy tartóelem több közegvezető elemet foglal magában. A találmány egy további előnyös kiviteli alakja szerint a tartóelemeket szektorokra bontó felületek egy vagy több dimenziójú pozitív-negatív egymáshoz csatlakozó elemmel, például fecskefarkas egymásba illesztéssel rendelkeznek. A találmány szerinti hőcserélő készülék példakénti kiviteli alakjait rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra hajtű alakú közegvezető elemet, a 2. ábra spirális alakú közegvezető elemet ábrázol, a 3. ábra közegvezető elemekből alkotott szektorokat szemlélteti, perspektivikus nézetben, vázlatosan, és a 4. ábra a közegvezető elemekből alkotott szektoroknak egy további kialakítási módját ábrázolja ugyancsak perspektivikus nézetben vázlatosan. Az l közegvezető elemeket az l. vagy 2. ábra szerint hajtű, illetve spirális formában alakítjuk ki. Az 1 közegvezető elemek távolságtartását, rögzítést biztosító tartó elemeket a 3. vagy 4. ábrán látható 2, illetve 3 szektorokra osztjuk. Az I közegvezető elemeket beépítj ik a tartóelem 2, illetve 3 szektorok átvezető nyílásai- 1 a. Az így kialak ított 1 közegvezető elemekből és tartóelem 2, illetve 3 szektorokból álló egységeket az igényeknek megfelelően a szektorok célszerű egymáshoz csatolásával sorba vagy párhuzamosan kapcsoljuk. A 2, illetve 3 szektorok csatlakoztatása lehet a tartóö 10 15 20 25 30 35 ■40 45 50 55 60 o
